(57)【要約】      （修正有）【課題】平地の高所に短時間で大量の水を継続して揚水する水力発電装置を提供する。【解決手段】円柱形の容器７の底面の外側には第四貯水槽４に収納されている水を排水する排水管６０が設けられ、排水管６０の第四貯水槽４と連結されている部分には電動弁座１２が設けられ、第四貯水槽４の水を排水する時は、第四貯水槽４の水は円柱形の容器７の底面の上部の位置にあるＦＲＰ製の箱８と、円柱形の容器７と第二貯水槽の垂直方向の壁を貫通している排水管６０を経由して第五貯水槽５へ送水される。第二貯水槽２内の水を揚水するために、第二貯水槽２の内部を上下に移動する炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）製の円柱形の容器７が設営され、円柱形の容器７の内部には、円柱形の容器７内の底面に接着してあるとともに第四貯水槽４を収納しているＦＲＰ製の箱８が設けてある。【選択図】図１
0003224611.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
複数の第一貯水槽（１）と、複数の第一貯水槽の下方にあるFRP製の箱（８）に収納されている第四貯水槽（４）を経由して第一貯水槽から供給された水が蓄えられた円筒形の第二貯水槽（２）と、
円柱形の容器（７）の直径の中心点を通る垂線に対して９０度の角度で「前」へ伸ばされている線が円柱形の容器（７）の円周縁と交わっている地点から垂直に上方向に伸びている鉄柱A1（101）と、鉄柱A1（１０１）から６０度づつ離れて反時計回りに設けられている鉄柱A２（１０２）、鉄柱A３（１０３）、、、鉄柱A６（１０６）と、
前記鉄柱A１（１０１）と鉄柱A２（１０２）に連結され、水平方向に伸ばされている鉄柱B１（11１）と、鉄柱A２（１０２）と鉄柱A３（１０３）に連結されている鉄柱B２（11２）と、、、、同様に設けられている鉄柱B３（１１３）、鉄柱B４（11４）、鉄柱B５（1１５）、鉄柱B６（11６）と、
前記鉄柱B1（11１）から、鉄柱B６（11６）の上部であるとともに鉄柱A1（101）から鉄柱A２（１０２）、鉄柱A２（10２）から鉄柱A３（１０３）、鉄柱A３（10３）から鉄柱A４（１０４）、鉄柱A４（10４）から鉄柱A５（１０５）、鉄柱A５（10５）から鉄柱A６（１０６）のそれぞれの間に設けられている回転体A1（１２１）、回転体A２（１２２）、回転体A３（１２３）、回転体A４（１２４）、回転体A５（１２５）、回転体A６（１２６）と、
第二貯水槽（２）内の水を押し出す揚水機構と、
前記揚水された水を第三貯水槽（５５）内に注入する複数の流出管（３）と、
第一水圧鉄管の間に設けてある複数の第二水圧鉄管と、
前記複数の第二水圧鉄管の直下に設けてある複数の第二水車と、
複数の第二水車と連結されている複数の第二発電機で構成される第二水力発電装置を設け、複数の第二発電機で生成した電気で充電されている複数の蓄電池とを備え、第三貯水槽（５５）に貯水されている水を複数の第一水圧鉄管（５２）を経由して下方にある複数の第一水車に落下させて発電させる平地に設けられる第一水力発電装置において、
前記揚水機構は、第二貯水槽（２）内の円柱形の容器（７）を引き下げて第二貯水槽（２）内の水を、円柱形の容器（７）が第二貯水槽内に入った体積の分だけ揚水し、複数の流出管（３）を経由して第三貯水槽（５５）に注水する機構であり、
前記回転体A1（１２１）から回転体A６（１２６）のそれぞれの回転体の左端に複式スラスト転がり軸受A1（５０）、右端に複式スラスト転がり軸受A２（５１）が設けられ、第二貯水槽内の水を揚水する時は、第四貯水槽の容器の重量と,FRP製の箱（８）の重量と、円柱形の容器（７）の重量を合計した重量（以下容器の合計重量（２２）と呼称）と、円柱形の容器内に設けてあるFRP製の箱（８）に収納されている第四貯水槽（４）内の水の重量を利用して前記円柱形の容器（７）を引き下げ、円柱形の容器（７）を引き下げるのに要する力が軽減され、第二貯水槽内の円柱形の容器（７）を引き上げる時、FRP製の箱（８）に収納されている第四貯水槽（４）内を空っぽにして引き上げ、前記軸受けA1とA２が設けられていない時に比べて、前記軸受けA1とA２の摩擦低減効果で円柱形の容器（７）を引き上げるのに要する力が軽減されることを特徴とする中規模第一水力発電装置。
【請求項２】
前記揚水機構は、容器の合計重量（２２）と、FRP製の箱（８）に収納されている第四貯水槽（４）内の水の重量を利用して前記円柱形の容器（７）を引き下げ、円柱形の容器（７）の体積が、第二貯水槽（２）内に入った分だけ、第二貯水槽（２）内の水が揚水され、前記円柱形の容器（７）の引き下げに要する力が容器の合計重量（２２）と、FRP製の箱（８）に収納されている第四貯水槽（４）内の水の重量による下降する力を利用することによって少なくて済むことを特徴とする請求項１記載の中規模第一水力発電装置。
【請求項３】
前記回転体A1（１２１）から回転体A６（１２６）までのそれぞれの回転体の左端に複式スラスト転がり軸受A1（５０）、右端に複式スラスト転がり軸受A２（５１）が設けられ、前記軸受けA1と前記軸受けA２の摩擦低減効果により、軸受けを利用しない場合に比べて円柱形の容器（７）の引き上げに要する力が軽減されることを特徴とする請求項１記載の中規模第一水力発電装置。
【請求項４】
第三貯水槽（５５）に設けてある複数の電動弁座D（５３）の間に設けてある複数の電動弁座Eと、第一水圧鉄管の間に設けてある複数の第二水圧鉄管と、複数の第二水圧鉄管の直下に設けてある複数の第二水車と、複数の第二水車と連結されている複数の第二発電機で構成される第二水力発電装置を設け、前記第三貯水槽（５５）内の水を複数の電動弁座Ｅと複数の第二水圧鉄管を経由して複数の第二水車に落下させて複数の第二発電機で生成した電気で充電されている複数の蓄電池が設けてあることを特徴とする請求項１記載の中規模水力発電装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
中規模第一水力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
揚水の方法として揚水ポンプを使用して揚水する技術があり、特許文献１の特開2016-035243は揚水ポンプを使用して水を揚水する発明である。
特許文献１では高所にある水を水車に落下させて、水車に接続された遠心ポンプ、多段ポンプ、軸流ポンプ、斜流ポンプ等の水車駆動ポンプで揚水しているが、小規模発電にしか利用出来ないという欠点があった。
本考案はこの欠点をカバーして中規模発電を可能にするFRP製の箱（８）に収納されている第四貯水槽（４）に注入されている水の重量と、容器の合計重量（２２）の重量を合計した重量で円柱形の容器（７）を第二貯水槽（２）内に引き下げる作動と、回転体A1（１２１）から回転体A６（１２６）までのそれぞれの回転体の左端と右端に複式スラスト転がり軸受A1（５０）、軸受Ａ２（５１）を設け、前記２機の転がり軸受けを利用して、円柱形の容器（７）を引き上げるのに要する力を軽減させて引き上げる作動を繰り返して大量の水を継続して揚水して発電する考案である。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2016-035243
【考案の概要】
【０００４】
本考案の概略
本考案は第一貯水槽（１）と、第一貯水槽の下方にあるFRP製の箱（８）に収納されている第四貯水槽（４）を経由して第一貯水槽から供給された水が蓄えられた円筒形の第二貯水槽（２）と、第二貯水槽から押し出された水を注入する第二貯水槽の上方にある複数の流出管（３）とを備え、FRP製の箱（８）に収納されている第四貯水槽（４）に注入されている水の重量と、容器の合計重量（２２）の重量を合計した重量で円柱形の容器（７）を第二貯水槽（２）内に引き下げて、円柱形の容器（７）の体積が第二貯水槽内に入った体積の分だけ、第二貯水槽内の水を揚水する「アルキメデス」の原理を利用している揚水方法であり；  第二貯水槽の揚水が終わったら、FRP製の箱（８）に収納されている第四貯水槽（４）内の水を第五貯水槽（５）へ排水して第四貯水槽（４）内を空っぽにする。
回転体A1（１２１）から回転体A６（１２６）までのそれぞれの回転体の左端と右端に複式スラスト転がり軸受A1（５０）、軸受Ａ２（５１）を設け、前記２機の転がり軸受けを利用して、円柱形の容器（７）を引き上げるのに要する力を軽減させて、第四貯水槽（４）を収納しているFRP製の箱（８）を引き上げる作動を行う。
【０００５】
FRP製の箱（８）に収納されている第四貯水槽（４）の引き上げが終了すると、前記第一貯水槽（１）の水を第四貯水槽（４）に注入し、第四貯水槽（４）を水で満杯にし、円柱形の容器（７）を第二貯水槽内に引き下げ、円柱形の容器（７）の体積が第二貯水槽内に入った分だけ第二貯水槽内の水を揚水する作動を繰り返す水力発電装置である。
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
この考案は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、平地の高所に短時間で大量の水を継続して揚水する水力発電装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
FRP製の箱（８）に収納されている第四貯水槽（４）内の水の重量と、容器の合計重量（２２）で円柱形の容器を第二貯水槽内に引き下げる作動と、回転体A1（１２１）から回転体A６（１２６）までのそれぞれの回転体の左端と右端に複式スラスト転がり軸受A1（５０）、軸受Ａ２（５１）を設け、前記２機の転がり軸受けを利用して、円柱形の容器（７）を引き上げるのに要する力を軽減させて、第四貯水槽（４）を収納しているFRP製の箱（８）を引き上げる作動を繰り返し行って、平地の高所に短時間で大量の水を継続して揚水する課題を解決する。
【０００８】
考案の電気について
本考案の最大の特徴は操業に必要な機能は電気で賄えることにある。
本考案の操業で必要とする電気は下記の通りである。
電動モーターを回転させるための電気と、本考案に設けてある全ての電動弁座を開閉する時に必要な電気と、5 相励磁のステッピングモーター型励磁回路に使用する電気と、電子セオドライトと光波距離計を組み合せたトータルステーションを作動させるための電気と、真空生成装置に使用される電気である。
これらの電気は第二水力発電装置で生成される電気で充電されている蓄電池の電気が使用されるため本考案の操業コストのうち、人件費以外のコストはゼロになる。
【考案の効果】
【０００９】
本考案の効果は、水力発電を行う場合の位置エネルギーを平地にある水を使用して獲得した点にある。
水力発電を行う場合、位置エネルギーを獲得すれば発電が可能になるため、関係者は、この位置エネルギーを高い山中にある水に求めた。
標高の高い位置にある水はそれだけで価値があり、高低差を利用してこの水を高所から低所に落下させることで発電が可能になるので関係者にとって標高の高い位置にある水は位置エネルギーを持っている貴重な水であり、平地にある水は利用価値の無いただの水に過ぎなかった。
我が国においては戦前と戦後、水力発電装置が盛んに設立され、大規模発電、中規模発電用の適地が無くなり、我が国における発電の主力が７０年代の高度成長期に水力発電から火力発電に代わった時期以降現在に至るまでの半世紀の間、水力発電にとって冬の時代が続いている。
この間、発電装置メーカーも電力会社も水力発電を改良、開発する努力をしないまま今日に至っている。
本考案は湖沼、或いはため池、及び河川の下流域の水を高所に揚水して、中規模発電を行うが、従来利用価値の無い平地にあるただの水から位置エネルギーを獲得出来る事を証明した画期的考案である。
我が国には多数の湖沼があるが、これら湖沼の利用は観光地として利用されているのが殆どで、エネルギー資源としては利用されていない。
ため池は全国に２０万箇所あるがエネルギー資源としては利用されておらず、平地を流れる河川の下流域の水も利用されていない。
これらの水を利用して発電が可能になれば、政府が目標とする30年度に再生エネルギーを主電源とする構想を側面から支援し、位置エネルギー生成を可能とする全国の湖沼、或いはため池、河川の下流域の活用によって地域活性化が期待できるという効果も生まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】は本考案の装置全体の概念図。
【図２】は第一貯水槽と第四貯水槽（４）の俯瞰図。
【図３】は第一貯水槽と第四貯水槽（４）の側面図。
【図４】は第四貯水槽の底部のＦＲＰ製板に設けてある電動弁座４−１（１３）、４−２（１４）、４−３（１５）、４−４（１６）と前記4機の電動弁座を開閉させるための電気を供給する４個の蓄電池４−１（１７）、４−２（１８）、４−３（１９）、４−４（２０）が設けてある概念図。
【図５】は第三貯水槽（５５）と対面している位置にある第二貯水槽（２）の半円周縁に設けてある流出管（３）の概念図。
【図６】は鉄柱B1（11１）から鉄柱B６（11６）を順番に繋いでいる辺の俯瞰図。
【図７】は回転体A1（１２１）と回転体A６（１２６）の概念図。
【図８】は5相励磁のステッピングモーター型励磁回路の概念図。
【図９】は電動モーター（１０）の回転軸が延長されている回転軸に設けてある巻き取り機Ａ（４８）と巻き取り機Ｂ（４９）の概念図。
【図１０】は第一水圧鉄管（５２）の上部にある第三貯水槽（５５）の下面と上面の間に設置されている4機の電動弁座D（５３）の俯瞰図。
【図１１】は頂上部が円環状になっている第三貯水槽（５５）を支持するのに充分な強度のある円筒形の建造物（５４）の概念図。
【考案を実施するための形態】
【００１１】
本考案の第一発電機と第二発電機は５０HZ、４極の同期発電機で、それぞれ９機設けてあり、第一貯水槽に蓄えてある水は湖沼（汽水湖を含む）或いはため池及び河川の下流域の水を利用するとし、第一貯水槽(1)から第五貯水槽（５）までの各貯水槽には電子セオドライトと光波距離計を組み合せたトータルステーションが設けてあり、計算された数字が小数点３桁以上の場合には、小数点３桁目を四捨五入した数字を使って、本考案に関する詳細を図１から図１１を使って説明する。
【００１２】
以下本発明に関する請求項以外の項目について述べる。
【００１３】
用語の説明
イ）、本考案では円柱形の容器（７）の直径の中心点を通る垂線に対して直交する線より奥の方向を「前」、手前の方向を「後」、直交する線より上方向を「上」、下方向を「下」、垂線の左方向を「左」、右方向を「右」と呼称する。
ロ）、ワイヤロープ、
本考案に設けられるワイヤロープは、６本のストランドがより合わされ、各層の素線を同じより角でよる交差よりでより合わせたワイヤロープが使用される。
前記ワイヤロープの交差よりでより合わせられるワイヤロープの本数は、FRP製の箱（８）を吊り下げても断裂しない引っ張り強度を有する本数に寄り合わせてある。
（以降ワイヤロープをロープと呼称する。）
ハ）、炭素繊維強化プラスチック（CFRP）製の円柱形の容器。
炭素繊維強化プラスチック（CFRP）とは炭素繊維にプラスチックを含浸させた後、硬化させて成形した複合材である。
プラスチックは軽量という長所があるが、弾性率が低く構造材としては不向きであるが、炭素繊維を入れて補強することで、軽量かつ高強度な材料になる。
炭素繊維は、鉄に比べて４分の１の比重と10倍の比強度を持つため、金属の剛性や強度といった長所を保ちながら軽量化できるという特徴を持っている。
二、「５相励磁のステッピングモーター型励磁回路」について
「５相励磁のステッピングモーター型励磁回路」とは、１ステップ角＝０．７２°であり、回転軸が１周すると５００ステップ角進み、連続して回転するステップ角の数と、停止するステップ角の数は回転体に取り付けてある回転センサーで決められ、回転体の回転数の過不足に応じてその都度変更され、回転体の回転数を増やしたい時、回転するステップ角を連続して回転させ、回転数を減少させたい時、停止するステップ角を連続して停止させる。
連続したステップの作動は１ステップ角＝０．７２°の倍数で行われ、ステップ角を連続して回転させたり、停止させた後は１ステップ角毎に回転と停止を交互に繰り返す作動を交互に繰り返す。
【００１４】
第一貯水槽について
【００１５】
図２は第一貯水槽と第四貯水槽（４）の俯瞰図であり、図３は第一貯水槽と第四貯水槽（４）の側面図であるが、第一貯水槽（１）は周囲を、高さ地上０ｍ、深さ地下１３ｍの塀で囲まれた直方体で、図３に示す様に第一貯水槽（１）に接続してある注水管（４１）が第四貯水槽（４）の上方の空間に向かって伸ばして設けてあり、第一貯水槽（１）の水は前記注水管（４１）を経由して下方にある第四貯水槽（４）に注水される。
第一貯水槽（１）は４箇所に設けてあり、４箇所の第一貯水槽（１）の水は、第一貯水槽から第四貯水槽（４）を経由して第二貯水槽（２）に注水される。  
【００１６】
図３は第一貯水槽と第四貯水槽（４）の側面図であるが、第一貯水槽(1)から第四貯水槽（４）の上方の空間に向かって注水管（４１）が設けてあり、第一貯水槽（１）の水面は地下１ｍ、注水管（４１）は地下１１．７６ｍより地下１３ｍにあり、注水管（４１）が第一貯水槽（１）と連結されている注水管（４１）内には電動弁座A（４２）が設けてあり第四貯水槽（４）への注水は第一貯水槽（１）との水圧差で遅滞なく行われる。
【００１７】
第一貯水槽（１）から第四貯水槽（４）の上方空間に向かって伸びている位置に図３に示す外径1.24m,内径１．２ｍの注水管（４１）が設けてあり、第一貯水槽（１）に設けてある注水管（４１）の第一貯水槽（１）に接続してある部分には外径１ｍの電動弁座A（４２）が設置され、４箇所の第一貯水槽（１）のそれぞれに注水管（４１）が1個設けられ、合計４個設けてある。
図２に示す様に第一貯水槽（１）に接続してある注水管（４１）の下方には第四貯水槽が設けられ、第四貯水槽の底部と向き合って第二貯水槽（２）が設けてある。
【００１８】
第四貯水槽について
【００１９】
第四貯水槽は地下１３．８ｍから１４．６ｍにあり、外径３４．２５ｍ、内径３４．２ｍ、高さ０．８ｍの円柱形で、第四貯水槽内には５５０トンの水が収納される。
第四貯水槽の底部は厚み０．２ｍのＦＲＰ製板になっていて、ＦＲＰ製板の内部には図４に示す外径０．１８ｍの4機の電動弁座４−１（１３）、４−２（１４）、４−３（１５）、４−４（１６）と前記4機の電動弁座を開閉させるための電気を供給する４個の蓄電池４−１（１７）、４−２（１８）、４−３（１９）、４−４（２０）が設営されている。
【００２０】
円柱形の容器（７）と第二貯水槽（２）、及びFRP製の箱と円柱形の容器（７）との接触防止について
【００２１】
円柱形の容器（７）の10mm外側に、６機の回転体から第二貯水槽（２）の底面までネットが設けられ、前記ネットは第二貯水槽（２）に設けてあるフックに紐で結わえられ、円柱形の容器（７）が第二貯水槽（２）に接触するのを防止し、FRP製の箱（８）の10mm外側に前記６機の回転体から円柱形の容器（７）の底面までネットが設けられ、前記ネットは円柱形の容器（７）に設けてあるフックに紐で結わえられ、FRP製の箱が円柱形の容器（７）に接触するのを防止する。
【００２２】
第二貯水槽について
【００２３】
第二貯水槽への注水について
第二貯水槽は地下１７．７４ｍから地上５３ｍにあり、揚水が始まる直前、第二貯水槽の底面Ｂから３．７４ｍ上までの位置は３５７２トンの水が収納可能な空間になっていて、第二貯水槽の底面Ｂから０．８９ｍ上までの位置には８５０トンの残水が収納されていて、揚水される水量は２７２２トンであり、FRP製の箱（８）に収納されている第四貯水槽（４）に設けてある4機の電動弁座４−１（１３）、４−２（１４）、４−３（１５）、４−４（１６）を開け、注水管(41)に設けてある４機の電動弁座A（４２）を開けて第一貯水槽（１）内の水を第四貯水槽（４）を経由して２７２２トンの水が第二貯水槽内に注水される。
第二貯水槽内への注水が終わると4機の電動弁座４−１（１３）、４−２（１４）、４−３（１５）、４−４（１６）が閉じられ、第一貯水槽（１）内の３．１４（３４．２×３４．２×０．６）１／４＝５５０．９トン≒５５０トンの水が第四貯水槽（４）に注入される。
【００２４】
排水管Dについて
【００２５】
円柱形の容器（７）の底面の外側には図１に示す様に第四貯水槽（４）に収納されている水を排水する排水管D（６０）が設けられ、排水管D（６０）の第四貯水槽（４）と連結されている部分には電動弁座C（１２）が設けられ、第四貯水槽（４）の水を排水する時は、第四貯水槽（４）の水は円柱形の容器（７）の底面の上部の位置にあるFRP製の箱（８）と、円柱形の容器（７）と第二貯水槽の垂直方向の壁を貫通している排水管D（６０）を経由して第五貯水槽（５）へ送水される。
【００２６】
円柱形の容器について
【００２７】
第二貯水槽（２）内の水を揚水するために、第二貯水槽（２）の内部を上下に移動する炭素繊維強化プラスチック（CFRP）製の円柱形の容器（７）が設営され、図１に示す様に、円柱形の容器（７）の内部には、円柱形の容器（７）内の底面に接着してあるとともに第四貯水槽（４）を収納しているFRP製の箱（８）が設けてある。
【００２８】
円柱形の容器（７）は炭素繊維強化プラスチック製で垂直方向の長さ７２ｍ、外径は３４．７ｍ、内径は３４．６５ｍであり、上部は解放され、円柱形の容器（７）の底面はFRP製の箱（８）の底面と同じ位置にあり、揚水を始める直前の電動モーターが停止している時、円柱形の容器（７）の底部は第二貯水槽（２）の底面である鉄床B（９）より３．７４ｍ上の位置にある。
第二貯水槽（２）内の水は底面である鉄床B（９）より０．８９ｍ上の位置にあり、深さ０．８９ｍから３．７４ｍまでの空間には第一貯水槽（１）の２７２２トンの水が注入される空間になっている。
２７２２トンの水が第二貯水槽（２）内に注入された時の第二貯水槽（２）の水位は、鉄床B（９）より３．７４ｍ上の位置にある。
電動モーターを時計回りに回転させて円柱形の容器（７）を３・６４ｍ引き下げると、円柱形の容器（７）の底部は第二貯水槽（２）の底面である鉄床B（９）より０．１ｍ上の位置にあり、第二貯水槽（２）内にあった水の２７２２トンは「アルキメデスの原理」により第三貯水槽（５５）へ揚水され、第二貯水槽（２）の底面より０．１ｍ上までと第二貯水槽（２）の内径と円柱形の容器（７）の外径の間に８５０トンの水が収納される。
電動モーターを反時計回りに回転させて円柱形の容器（７）を３．６４ｍ引き上げて電動モーターが停止されると円柱形の容器（７）は鉄床B（９）より３．７４ｍ上の位置に戻る。
【００２９】
第３貯水槽について
【００３０】
図１１は頂上部が円環状になっている第三貯水槽（５５）を支持するのに充分な強度のある円筒形の建造物（５４）の概念図である。
図１１において、頂上部が円環状になっていて膨大な水を蓄えている第三貯水槽（５５）を支持するのに充分な強度のある同心円状の円筒形の建造物（５４）が設けられている。
【００３１】
円筒形の建造物（５４）の外径は６０ｍ、内径５０ｍ、厚さ５ｍの同心円状の円筒形で高さは35ｍであり、その上に円環状の第三貯水槽（５５）が設けてある。
第三貯水槽（５５）の高さは、地上３５ｍから５２．５ｍの位置にあり、外径は７４ｍ、内径７２ｍ、垂直方向の壁は厚さ１ｍ、底部は厚さ２ｍになっていて、広さは、深さ１５．５ｍの貯水槽で、水は３７ｍから５１．５ｍまでの深さ１４．５ｍに貯えられていて、第三貯水槽（５５）の貯水量は  ３．１４×７２×７２×１４．５×１／４＝５９００６．88≒５９０００トンである。
【００３２】
電動弁座Dについて
【００３３】
外径９０ｃｍ、内径８７ｃｍの第一水圧鉄管（５２）が連結されている第三貯水槽（５５）の下面の部分と、前記下面と対面している上面の間には外径４２ｃｍ、内径４０ｃｍの電動弁座D（５３）が4機設置されている。
図１０は、第三貯水槽（５５）の下面の部分と上面の間に設置されている4機の電動弁座D（５３）の俯瞰図であるが、第三貯水槽（５５）内の５９０００トンの水圧を持つ水は第一水圧鉄管（５２）の内径一杯に設けてある４か所の電動弁座Dから第一水圧鉄管の断面積全体に注入され、第一フランシス水車の中心部の流量を増やす効果がある。
【００３４】
第一水力発電装置について
【００３５】
前記円筒形の建造物（５４）の外径の１ｍ外側に第一水圧鉄管（５２）が９本設営されており、第一水圧鉄管（５２）の直下には中心の高さが５ｍの第一フランシス水車が９機あり、第一水圧鉄管（５２）は高さ３５ｍから３０ｍ下の第一水車に連結されている。
【００３６】
第二水力発電装置について
【００３７】
第三貯水槽（５５）に設けてある電動弁座D（５３）の間に設けてある９機の電動弁座Eと、第一水圧鉄管の間に設けてある外径０．５ｍ、内径０．４７ｍの９機の第二水圧鉄管と、前記９機の第二水圧鉄管の３０ｍ下に設けてある９機のクロスフロー第二水車と、９機の第二水車と連結されている９機の第二発電機で構成される第二水力発電装置が設けてあり、９機の第二発電機で生成した電気で充電されている蓄電池が設けてある。
【００３８】
第五貯水槽について
【００３９】
第五貯水槽（５）は円柱形の容器（７）の底面の右外側の下方に設けてあり、図１に示す様に第四貯水槽に収納されている水を排出する排水管D（６０）が設けられ、排水管D（６０）の第四貯水槽に接続されている部分には電動弁座C（１２）が設けられ、第四貯水槽の水は排水管Ｄ（６０）を経由して第五貯水槽（５）へ送水され、第一水圧鉄管を経由して第一フランシス水車に落下した水も排水管E（６１）を経由して第五貯水槽（５）へ送水される。
尚、第五貯水槽（５）内の水は真空生成装置と連結されている複数のバキューム管で第一貯水槽へ注水される。
【００４０】
以下、請求項について述べる。
【００４１】
5相励磁のステッピングモーター型励磁回路について
【００４２】
本考案には5相励磁のステッピングモーター型励磁回路（以下励磁回路と呼称）が前記６機の回転体のそれぞれの長手方向の径の真ん中の位置に設けてある。
６機の回転体のそれぞれに設けてある励磁回路は、同一の仕様であり、回転の開始、停止、回転数全て同一なので、回転体A1（１２１）に設けてある励磁回路について述べ、それ以外の磁回路については省略する。
【００４３】
図８に示す様に、励磁回路は回転体A1（１２１）の長手方向の径の真ん中の位置に設けてあり、同心円状環Ａ（２６ ）内に、鉄心に電線が巻かれた電磁石Ａ（２７）を設けたステーターＡ（２８）と、前記電磁石Ａ（２７）に対向していると共に、軸の周りに軸方向に同心状に磁化された磁石Ｂ（３０）が設けてあるローターＡ（２９）、及び、プログラマブルコントローラＡ（３１、図示せず）、コ ントローラＡ（３２、図示せず）及び電磁石Ａ（２７）と接続してあるドライバＡ（３３、 図示せず）で構成されている。
前記コントローラＡ（３２）に電流が流され、ドライバＡ（３３）へパルス信号が与えられ、ドライバＡ（３３）が電磁石Ａ（２７）の電流切り替えを行うと、電磁石 Ａ（２７）の磁極の切り替えが行われ、回転体A１（１２１）に取り付けてある回転センサーが回転体A１の回転の過不足をキャッチし、連続して回転させるステップ角の回数、或いは連続して停止させるステップ角の回数を計算するコンピューターからの指令でパルス信号がドライバＡ（３３）へ与えられ、回転させるステップ角を連続して回転させたり、停止させるステップ角を連続して停止させて回転体A１の所定の回転数は維持される。
例えば２ステップ角連続して回転させて回転体A１の回転が所定の回転数に戻ったら、１ステップ角停止し、本来の１ステップ角毎の回転、停止を繰り返す作動に戻る。
回転数のブレは１ステップ角＝０．７２°の範囲内で修正されるので修正に要する時間が１ステップ角全部であったとしても、最大限１／５００回以内で修正され、このブレは累積せず回転数は１８００回／ｒｐｍに維持される。
【００４４】
本考案の軸受けについて述べ、その後、円柱形の容器（７）の引き下げ、引き上げの方法について述べる。
【００４５】
転がり軸受について
【００４６】
回転体の回転軸に掛かる摩擦抵抗を低減させるためにアキシアル加重（軸方向の力を双方から受ける）に対応する複式スラスト転がり軸受A1（５０）として、複式スラスト円筒ころ軸受けＡ−１、複式スラスト円すいころ軸受けＡ−１、スラスト針状ころ軸受けＡ−１、スラスト自動調心ころ軸受けＡ−１等が設けられ、複式スラスト転がり軸受A２（５１）として複式スラスト円筒ころ軸受けＡ−２、複式スラスト円すいころ軸受けＡ−２、スラスト針状ころ軸受けＡ−２、スラスト自動調心ころ軸受けＡ−２等が設けられる。
【００４７】
円柱形の容器の引き下げ、引き上げの方法について
【００４８】
円柱形の容器（７）の外径の垂直方向の上面上に角度６０度づつ離れて、フック１、フック２、フック３、、、フック６の順に反時計回りにフックが６個設けてあるとともに６機の電動モーターが設けられ、前記電動モーターの回転軸が延長された軸Ｌ３（４６）が６機設けてあり、６機の軸Ｌ３（４６）には６個の地点Ａと、６個の地点Bが設けられ、６個の地点Ａには巻き取り機Ａ（４８）が６機設置され、６個の地点Bには巻き取り機Ｂ（４９）が６機設置されている。
６機の回転体のそれぞれは励磁回路で回転数が制御されて回転開始、停止、回転数は同一であり、同一の作動をし、６機の電動モーターのそれぞれ、６機の巻き取り機Ａ（４８）のそれぞれ、６機の巻き取り機Ｂ（４９）のそれぞれは同一の装置で同一の機能を有しているので、同一の作動をし、同一の効果を齎すので、１機の電動モーター、１機の電動モーターの回転軸が延長された軸Ｌ３（４６）、１機の巻き取り機Ａ（４８）、１機の巻き取り機Ｂ（４９）についての働きと、効果について説明し、その他については説明を省略する。
【００４９】
図６は前記鉄柱A１（１０１）と鉄柱A２（１０２）とを繋いでいる鉄柱B1（11１）と、鉄柱A２（１０２）と鉄柱A３（１０３）とを繋いでいる鉄柱B２（1１２）と、鉄柱A３（１０３）と鉄柱A４（１０４）とを繋いでいる鉄柱B３（1１３）と、鉄柱A４（１０４）と鉄柱A５（１０５）とを繋いでいる鉄柱B４（11４）と、鉄柱A５（１０５）と鉄柱A６（１０６）とを繋いでいる鉄柱B５（11５）と、鉄柱A６（１０６）と鉄柱A１（１０１）とを繋いでいる鉄柱B６（11６）とで構成された六角形の辺の俯瞰図であるが、鉄柱B1（11１）から鉄柱B６（11６）それぞれの上方に回転体A1（１２１）から回転体A６（１２６）が設けてある。
前記回転体A1（１２１）から回転体A６（１２６）それぞれには励磁回路が設けてあり、励磁回路で回転数が制御されて回転開始、停止、回転数は同一であり、同一の作動をする。
図７は回転体A1（１２１）と回転体A６（１２６）の概念図であるが、垂直方向に伸ばされている鉄柱A２（１０２）と対面している前記回転体Ａ１（１２１）の垂直方向の切断面の「右」の所定の位置と向き合っているハウジングＡ１（４４）の位置に保持帯Ａ（２３）が設けてあり、保持帯Ａ（２３）には複式スラスト転がり軸受A1（５０）の外輪が接続され、内輪は回転体Ａ１（１２１）に嵌合してあり、前記ハウジングＡ１（４４）の「右」の所定の位置にハウジングB１（４５）が設けられ、ハウジングB１（４５）の位置にある保持帯Ｂ（２４）には複式スラスト転がり軸受A2（５１）の外輪が接続され、内輪は回転体Ａ１（１２１）に嵌合してあり、回転体Ａ１（１２１）の長手方向の径の真ん中の位置に励磁回路が設営されている。
【００５０】
図９は電動モーター（１０）の回転軸が延長されている回転軸に設けてある巻き取り機Ａ（４８）と巻き取り機Ｂ（４９）の概念図である。
図７に示す様に垂直方向に伸ばされている鉄柱A1（101）と対面している位置から左下方向に伸ばされている回転体Ａ１（１２１）上に右斜め上方向に伸ばされている凹型の溝（１３０）が設けられ、鉄柱A1（101）と対面している位置から右下方向に伸ばされている回転体Ａ６（１２６）上に左斜め上に伸ばされている凹型の溝（１３１）が設けてあり、凹型の溝A（１３０）の下方に巻き取り機Ａ（４８）、凹型の溝B（１３１）の下方に巻き取り機Ｂ（４９）が設置されている。
円柱形の容器（７）を下降させる時、前記フック６にロープの一端を掛け、他端は上に伸ばされ回転体Ａ６（１２６）にある凹型の溝A（１３１）を経由して前記軸Ｌ３（４６）の地点Bにある巻き取り機B（４９）に時計周りに結わえ、電動モーターを時計周りに回転させると、巻き取り機B（４９）でロープが時計周りに巻き取られ、反時計周りに巻き取られていた巻き取り機A（４８）のロープが解放され、円柱形の容器（７）を上昇させる時、電動モーターを反時計周りに回転させると、時計周りに巻き取られていた巻き取り機B（４９）のロープが解放され、巻き取り機A（４８）でロープが反時計周りに巻き取られる。
円柱形の容器（７）を下降させる時、円柱形の容器（７）は合計重量１２５０トンの重量で下降するが、下降速度は反時計周りに巻き取られていた巻き取り機A（４８）のロープが時計周りに解放される速度に左右される。
巻き取り機Ｂ（４９）の半径は３．３２ｃｍに設定してあり、回転ロスを４％として、巻き取り機Ｂ（４９）に巻かれているロープは１秒で３．３２ｃｍ×３．１４×０．９６×２＝２０．０１５ｃｍ≒２０ｃｍ解放される。
【００５１】
円柱形の容器（７）を下降させる時、円柱形の容器（７）は１２５０トンの合計重量で下降し、６機の電動モーターが同時に時計周りに６０回／ｒｐｍで回転し、６機の巻き取り機A（４８）の反時計周りに巻き取られていたロープが時計周りに同時に解放され、円柱形の容器（７）は３０秒で６ｍ下降し、下降は終了する。
円柱形の容器（７）を上昇させる時、６機の電動モーターが同時に反時計周りに６０回／ｒｐｍで回転し、６機の巻き取り機A（４8）で反時計周りに巻き取られ、３０秒で６ｍ上昇し、上昇は終了する。
図７に示す様に複式スラスト転がり軸受A1（５０）がハウジングＡ１（４４）にある保持帯Ａ（２３）と接続され、複式スラスト転がり軸受A2（５１）がハウジングB１（４５）にある保持帯Ｂ（２４）と接続され、励磁回路は、６機の回転体それぞれの回転を１８００回／ｒｐｍの速度に制御する。
６機の回転体は励磁回路で回転が制御された回転数で回転しているのに加えて、複式スラスト転がり軸受A1（５０）とA２（５１）が設けてあるので、６機の回転体は低トルク性を得て所定の発電量を発生させるのに要するトルクを確保する。
【００５２】
摩擦トルクについて
【００５３】
摩擦トルクは加重に依存する摩擦トルクと加重に無関係な摩擦トルクの合計で表される。
加重に無関係な摩擦トルクは、回転速度が低く、加重が高い領域で発生する。
この領域では十分な厚さの潤滑膜が接触面にまだ形成されていないからである。
電動モーターの回転数が増えるのに伴って回転速度が高くなるので加重に無関係な摩擦トルクは消滅し、摩擦トルクは加重に依存する摩擦トルクのみになる。
加重に依存する摩擦トルクは  計算式  Ｍ＝u・Ｐ・ｄ／２で表される。
ここでＭ＝軸受けの全摩擦トルク、u＝摩擦係数、P=軸受けに加わる等価加重、ｄ＝軸受けの内径である。
複式スラスト円筒ころ軸受けの摩擦係数は０．００４、スラスト針状ころ軸受の摩擦係数は０．００５なので、本考案に設置される転がり軸受けの摩擦係数を全て０．００５と見なし、加重に依存する摩擦トルクを摩擦係数の４倍と見なすと摩擦トルクは０．００５倍×４＝０．０２倍となる。
【００５４】
以下に円柱形の容器（７）の重量と、FRP製の箱（８）の重量と、第四貯水槽（４）の重量とロープの重量を合計した重量を述べる。
【００５５】
引き上げるべき円柱形の容器（７）は地上５８ｍ、地下１４ｍで、垂直方向の長さ７２ｍ、外径は３４．７ｍ、内径は３４．６５ｍ、厚み０．０５ｍ、比重１．６５で、上部は解放されており、FRP製の箱（８）は、外径３４．４５ｍ、内径は３４．４ｍで、垂直方向の壁の厚みは０．０５ｍ、高さ１ｍで、底面は円柱形の容器（７）の底面であり、比重１．５で上部は解放されており、第四貯水槽（４）は、外径３４．２５ｍ、内径は３４．２ｍで、底面よりの高さ０．２ｍから０．８ｍの空間には水が収納され、この空間の垂直方向の壁の厚みは０．０５ｍであり、この空間の下部である底部の厚みは０．２ｍで、この部分に外径０．１８ｍの4機の電動便座、蓄電池が設けてあり、比重は１．５で上部は解放されている。
【００５６】
円柱形の容器（７）の重量は（（３．１４（３４．７×３４．７−３４．６５）×３４．６５）×７２×１／４+３．１４×（３４．７×３４．７）×１／４）×０．０５））×１．６５＝３．１４×１．６５×１／４（３．４７×７２+１２０４．０９×００５）＝４０１．５７９トン≒４０１．５８トンである。
FRP製の箱（８）の重量は３．１４×１．５×１／４（３４．４５×３４．４５−３４．４）×３４．４＝４．０５トンである。
第四貯水槽（４）の重量は３．１４×１．５×１／４（（３４．２５×３４、２５−３４．２×３４．２）＋３４．２５×３４．２５×０．２））＝２80．２８トンである。
円柱形の容器（７）の重量と、FRP製の箱（８）の重量と、第四貯水槽（４）の重量を合計した重量は４０１．５８トン+４．０５トン+２８０．２８トン＝６８５．９１≒６８６トンであり、６本のロープの重さ及び第四貯水槽（４）の下部に設けてある４機の電動弁座と蓄電池の重さの合計重量を１４トンと見なすと引き上げるべき重量は７００トンとなる。
【００５７】
引き上げるべき重量の７００トンは軸受けの摩擦軽減効果によって７００トン×０．０２倍＝１４トンとなり６機の誘動モーターで引き上げられ、１機あたりでは１４トン÷６＝２．３３３トン≒２．４トンを引き上げることとなる。
【００５８】
以下に電動モーターが停止していて、円柱形の容器（７）の底部が前記鉄床B（９）より３．７４ｍ上の位置にあり、空っぽの状態の第四貯水槽（４）に水を注入し、第二貯水槽（２）の残水の上に水を注入し、円柱形の容器（７）を第二貯水槽（２）内に引き下げて第二貯水槽（２）内の水を揚水し、揚水が終わったら第四貯水槽（４）を空っぽにして、第四貯水槽（４）を引き上げた後、第四貯水槽（４）、第二貯水槽（２）に水を注入し、再度揚水を行う行程を述べる。
【００５９】
第二貯水槽の揚水が終わると、電動モーターのこれまでの結線Ｕ相→V相→W相の電流の流れを、Ｕ相→W相→V相に切り替えて電動モーターの回転方向を反対方向に切り替える。
【００６０】
揚水が終わった時、第四貯水槽（４）内は水で満杯になっていて、第四貯水槽（４）が収納されているFRP製の箱（８）の底部は、第二貯水槽（２）の底面である鉄床Bの０．１ｍ上の位置にあり、第二貯水槽（２）内には、鉄床Bの０．１ｍ上までの水９５．６１ｍ３の水と、内径３４．９ｍの第二貯水槽（２）と、外径３４．７ｍの円柱形の容器（７）に囲まれている垂直方向の長さ６８．８５ｍに挟まれた空間にある水７５２．３４ｍ３との合計８４７．９５ｍ３≒８５０トンの水が収納されている。
【００６１】
前記排水管D（６０）の電動弁座C（１２）を開け、第四貯水槽の水を排水管D（６０）を経由して第五貯水槽（５）へ送水し、第四貯水槽内を空っぽにする。
【００６２】
電動モーターを反時計回りに回転させ、円柱形の容器（７）を３．６４ｍ引き上げて電動モーターを停止する。
以上で円柱形の容器（７）の引き上げは終了し、第四貯水槽（４）内は空っぽになり、第四貯水槽（４）の底部は鉄床Bの３．７４ｍ上の位置にある。
この時、第二貯水槽（２）の内径と円柱形の容器（７）の外径に挟まれた空間にある水７５２．３４ｍ３は落下して第二貯水槽（２）内には８５０ｍ３の水が鉄床Bの底面から０．８９ｍ上の位置までに収納される。
鉄床Bの０．８９ｍから３．７４ｍまでの空間は第一貯水槽（１)から２７２２トンの水が注入される空間であり、第二貯水槽（２）内にある残水の上に揚水用の水が注水される。
【００６３】
以下に第二貯水槽（２）内に水を注入する方法を述べる。
【００６４】
電動モーターを停止し、第四貯水槽（４）に設けてある４機の電動弁座を全て開け、注水管（４１）内に設けてある電動弁座A（４２）を開け、第一貯水槽（１)の水を第四貯水槽（４）を経由して第二貯水槽（２）に２７２２トンの水を注入し、第四貯水槽内の４機の電動弁座を全て閉じる。
【００６５】
第四貯水槽内を満杯にし、第二貯水槽内には次回に揚水される水が収納されて、揚水が可能になる体制について
【００６６】
電動モーターを停止し、注水管（４１）内に設けてある電動弁座Ａ（４２）を開け、第四貯水槽内に第一貯水槽（１）の水を注入する。
この時、第四貯水槽（４）を収納しているFRP製の箱（８）の底部は鉄床Bの３．７４ｍ上の位置にあり、第四貯水槽内は満杯で、第二貯水槽内には次回に揚水される水が収納されていて、揚水を行う体制が整う。
【００６７】
以下に円柱形の容器（７）を引き下げ、円柱形の容器（７）の体積が第二貯水槽（２）に入った分だけ揚水が行われるメカニズムについて述べる。
【００６８】
電動モーターを時計回りに回転させると第四貯水槽（４）内の水の重量５５０トンと、容器の合計重量（２２）と、ロープの重量を合計した重量を合計した１２５０トンの重量で円柱形の容器（７）は第二貯水槽内に入り、円柱形の容器（７）が第二貯水槽内に入った体積の分だけ揚水する。
FRP製の箱（８）の下降は電動モーターを時計回りに回転させ、反時計周りに巻き取られていた巻き取り機A（４８）のロープが解放される速度によって制御され、高さ５３ｍから５６ｍに揚水された水は図５に示す様に複数の流出管（３）を経由して第三貯水槽（５５）へ２７２２トンの水が注水される。
【００６９】
以上が本考案による揚水方法であるが、揚水する時は、第四貯水槽内（４）に水を注入し、第四貯水槽（４）が収納されているFRP製の箱（８）を引き下げ、FRP製の箱（８）を引き上げる時は、第四貯水槽（４）内を空っぽにして引き上げる点に特徴のある揚水方法である。
【００７０】
第二発電機で生成される電気について  
【００７１】
第三貯水槽（５５）に設けてある電動弁座D（５３）の間に設けてある９機の電動弁座Eと、第一水圧鉄管の間に設けてある外径０．５ｍ、内径０．４７ｍの９機の第二水圧鉄管と、前記９機の第二水圧鉄管の３０ｍ下に設けてある９機のクロスフロー第二水車と、９機の第二水車と連結されている９機の第二発電機で構成される第二水力発電装置が設けてあり、９機の第二発電機で生成した電気で充電されている蓄電池の直流を交流に変換し、変換された電力は本考案で電気を使用する場所に供給される。
【００７２】
発電量について
【００７３】
以下に本考案で生成出来る発電量を説明する。
最初に第一水力発電装置による発電量を説明し、その後に第二水力発電装置による発電量を説明する。
第一水力発電装置、第二水力発電装置のそれぞれの水圧鉄管の内径が異なることと、第二水圧鉄管の中心部の断面積全体に落下する範囲が第一水圧鉄管の３３％から２７％に変更されること以外、第二水力発電装置は、第一水力発電装置と相違点は無く、水の落下速度、総落差３０ｍ、管路損失３ｍ、有効落差２７ｍ、水車効率は９０％、発電機効率は９８％と同一なので、第二水力発電装置の発電量は第二水圧鉄管の中心部の断面積全体に落下する範囲を２７％と変更して計算する。
【００７４】
第一水圧鉄管は外径９１ｃｍ、内径８７ｃｍで、第三貯水槽（５５）の底部には９本の第一水圧鉄管が連結され、それぞれの第一水圧鉄管の外径の間隔は２２ｍ離れた位置に設けてあり、第一水圧鉄管の直下に第一フランシス水車が９機設けられ、９機の第１発電機に連結されている。
９本の第一水圧鉄管、９機の第一フランシス水車、９機の第１発電機は全く同じ装置で同じ発電量が生成されるので、１機での発電量を説明する。
【００７５】
第一水圧鉄管内の水の落下速度について
第一水圧鉄管の最上部の地上３５ｍの速度をｖ＝１とし、地上５ｍにある第一フランシス水車の中心部の速度をｖとして、ｖを計算する。
地上３５ｍの最上部の圧力と地上５ｍにある第一フランシス水車の中心部の圧力は等しく、最上部の流速ｖ＝１は０としてよいので、ベルヌ―イの定理より、最上部と地上５ｍの位置の間に  H＋ｐ＝１/２ｐｖ2＋pが成立し、ｖは、v＝２ｇH  の平方根で求められる。
ここで、ｐ＝圧力、g＝重力、H＝落差である。
H=３０、ｇ＝９．８０６≒９．８１として計算すると  ２ｇH＝２×９．８１×３０＝５８８．６で、この平方根は２４．２６１≒２４．２６ｍ/ｓで、ｖは２４．２６ｍ/ｓとなる。
【００７６】
第一フランシス水車の中心部の流量は断面積×流速で表され、第一フランシス水車の中心部の流量は、30m上方の位置にある第三貯水槽（５５）の底部に設けてある４機の電動弁座Ｄから第一水圧鉄管の断面積全体に広まって注水されるため、第一フランシス水車の中心部の断面積の広い範囲に落下する。
第一フランシス水車の中心部の流量を第一フランシス水車の中心部の断面積の３３％とみなすと、その流量は  ２４．２６×０．８７×０．８７×３．１４×０．３３×１/４＝４．７５６ｍ3≒４．７６ｍ３である。
発電機出力は  発電出力＝理論水力×水車効率×発電機効率で求められ、理論水力は有効落差と流量の積で求められる。
一般にフランシス水車の水車効率は９０％、発電機効率は９８％であるとされている。
【００７７】
第一水圧鉄管上部から第一フランシス水車の中心部までの総落差３０ｍ、管路損失３ｍ、有効落差２７ｍ、水車効率は９０％、発電機効率は９８％として  １台当たりの発電出力を計算すると、発電出力＝９．８１×２７×４．７６×０．９×０．９８＝１１１２．００９KW  約１１１２KWであり、９台では１１１２KW×９＝１０００８≒１００００KWである。
【００７８】
第二発電機による発電量を以下に述べる。
【００７９】
クロスフロー第二水車の中心部の流量を、クロスフロー第二水車の中心部の断面積の２７％とみなすと、その流量は  ２４．２６×０．４７×０．４７×３．１４×０．２７×１/４＝１．１３５ｍ3≒１．１４ｍ3である。
【００８０】
第二水圧鉄管上部からクロスフロー第二水車の中心部までの総落差３０ｍ、管路損失３ｍ、有効落差２７ｍ、水車効率は９０％、発電機効率は９８％として  １機当たりの発電出力を計算すると、発電出力＝９．８１×２７×１．１４×０．９×０．９８＝２６６．３２KW  約２６０KWであり、９機では２６０KW×９＝２３４０KW≒２３００KWである。
【符号の説明】
【００８１】
１＝第一貯水槽 
２＝内部に水を蓄えている円筒形の第二貯水槽 
３＝流出管
４＝第四貯水槽
５＝第五貯水槽
７＝円柱形の容器
８＝FRP製の箱  
９＝鉄床Ｂ 
１０＝三相交流電動モーター
１２＝電動弁座C
１３＝電動弁座４―１
１４＝電動弁座４―２
１５＝電動弁座４―３
１６＝電動弁座４―４
１７＝蓄電池４―１
１８＝蓄電池４―２
１９＝蓄電池４―３
２０＝蓄電池４―４
２２＝容器の合計重量
２３＝保持帯Ａ
２４＝保持帯B
２６＝回転体A２（２）の回転軸が延期された軸の長手方向の径の真ん中の位置に設けてある同心円状環Ａ
２７＝電磁石Ａ
２８＝ステーターＡ
２９＝ローターＡ
３０＝軸の周りに軸方向に同心状に磁化された磁石Ｂ
３２＝コ ントローラＡ
３３＝ドライバＡ
４１＝注水管
４２＝電動弁座A
４４＝ハウジングＡ１
４５＝ハウジングＢ１
４６＝電動モーターの回転軸が延長された軸Ｌ３
４８＝巻き取り機A
４９＝巻き取り機B
５０＝転がり軸受A１
５１＝転がり軸受A２
５２＝第一水圧鉄管
５３＝４機の電動弁座D
５４＝円筒形の建造物 
５５＝第３貯水槽
６０＝第四貯水槽に収納されている水を排水する排水管D 
６１＝第一水圧鉄管を落下した水を第五貯水槽（５）へ送水する排水管Ｅ  
１０１＝鉄柱A1        
１０２＝鉄柱A２
１０３＝鉄柱A３          
１０４＝鉄柱A４
１０５＝鉄柱A５        
１０６＝鉄柱A６
１１１＝鉄柱B１        
１１２＝鉄柱B２
１１３＝鉄柱B３        
１１４＝鉄柱B４
１１５＝鉄柱B５      
１１６＝鉄柱B６
１２１＝回転体A1        
１２２＝回転体A２
１２３＝回転体A３        
１２４＝回転体A４
１２５＝回転体A５      
１２６＝回転体A６
１３０＝凹型の溝A
１３１＝凹型の溝B
【図１】
0003224611.tif 000003
【図２】
0003224611.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0003224611.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】令和1年11月8日(2019.11.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
中規模第一水力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
揚水の方法として揚水ポンプを使用して揚水する技術があり、特許文献１の特開2016-035243は揚水ポンプを使用して水を揚水する発明である。
特許文献１では高所にある水を水車に落下させて、水車に接続された遠心ポンプ、多段ポンプ、軸流ポンプ、斜流ポンプ等の水車駆動ポンプで揚水しているが、小規模発電にしか利用出来ないという欠点があった。
本考案はこの欠点をカバーして中規模発電を可能にするFRP製の箱（８）に収納されている第四貯水槽（４）に注入されている水の重量と、容器の合計重量（２２）の重量を合計した重量で円柱形の容器（７）を第二貯水槽（２）内に引き下げる作動と、回転体A1（１２１）から回転体A６（１２６）までのそれぞれの回転体の左端と右端に複式スラスト転がり軸受A1（５０）、軸受Ａ２（５１）を設け、前記２機の転がり軸受けを利用して、円柱形の容器（７）を引き上げるのに要する力を軽減させて引き上げる作動を繰り返して大量の水を継続して揚水して発電する考案である。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2016-035243
【考案の概要】
【０００４】
本考案の概略
本考案は第一貯水槽（１）と、第一貯水槽の下方にあるFRP製の箱（８）に収納されている第四貯水槽（４）を経由して第一貯水槽から供給された水が蓄えられた円筒形の第二貯水槽（２）と、第二貯水槽から押し出された水を注入する第二貯水槽の上方にある複数の流出管（３）とを備え、FRP製の箱（８）に収納されている第四貯水槽（４）に注入されている水の重量と、容器の合計重量（２２）の重量を合計した重量で円柱形の容器（７）を第二貯水槽（２）内に引き下げて、円柱形の容器（７）の体積が第二貯水槽内に入った体積の分だけ、第二貯水槽内の水を揚水する「アルキメデス」の原理を利用している揚水方法であり；  第二貯水槽の揚水が終わったら、FRP製の箱（８）に収納されている第四貯水槽（４）内の水を第五貯水槽（５）へ排水して第四貯水槽（４）内を空っぽにする。
回転体A1（１２１）から回転体A６（１２６）までのそれぞれの回転体の左端と右端に複式スラスト転がり軸受A1（５０）、軸受Ａ２（５１）を設け、前記２機の転がり軸受けを利用して、円柱形の容器（７）を引き上げるのに要する力を軽減させて、第四貯水槽（４）を収納しているFRP製の箱（８）を引き上げる作動を行う。
【０００５】
FRP製の箱（８）に収納されている第四貯水槽（４）の引き上げが終了すると、前記第一貯水槽（１）の水を第四貯水槽（４）に注入し、第四貯水槽（４）を水で満杯にし、円柱形の容器（７）を第二貯水槽内に引き下げ、円柱形の容器（７）の体積が第二貯水槽内に入った分だけ第二貯水槽内の水を揚水する作動を繰り返す水力発電装置である。
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
この考案は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、平地の高所に短時間で大量の水を継続して揚水する水力発電装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
FRP製の箱（８）に収納されている第四貯水槽（４）内の水の重量と、容器の合計重量（２２）で円柱形の容器を第二貯水槽内に引き下げる作動と、回転体A1（１２１）から回転体A６（１２６）までのそれぞれの回転体の左端と右端に複式スラスト転がり軸受A1（５０）、軸受Ａ２（５１）を設け、前記２機の転がり軸受けを利用して、円柱形の容器（７）を引き上げるのに要する力を軽減させて、第四貯水槽（４）を収納しているFRP製の箱（８）を引き上げる作動を繰り返し行って、平地の高所に短時間で大量の水を継続して揚水する課題を解決する。
【０００８】
考案の電気について
本考案の最大の特徴は操業に必要な機能は電気で賄えることにある。
本考案の操業で必要とする電気は下記の通りである。
電動モーターを回転させるための電気と、本考案に設けてある全ての電動弁座を開閉する時に必要な電気と、5 相励磁のステッピングモーター型励磁回路に使用する電気と、電子セオドライトと光波距離計を組み合せたトータルステーションを作動させるための電気と、真空生成装置に使用される電気である。
これらの電気は第二水力発電装置で生成される電気で充電されている蓄電池の電気が使用されるため本考案の操業コストのうち、人件費以外のコストはゼロになる。
【考案の効果】
【０００９】
本考案の効果は、水力発電を行う場合の位置エネルギーを平地にある水を使用して獲得した点にある。
水力発電を行う場合、位置エネルギーを獲得すれば発電が可能になるため、関係者は、この位置エネルギーを高い山中にある水に求めた。
標高の高い位置にある水はそれだけで価値があり、高低差を利用してこの水を高所から低所に落下させることで発電が可能になるので関係者にとって標高の高い位置にある水は位置エネルギーを持っている貴重な水であり、平地にある水は利用価値の無いただの水に過ぎなかった。
我が国においては戦前と戦後、水力発電装置が盛んに設立され、大規模発電、中規模発電用の適地が無くなり、我が国における発電の主力が７０年代の高度成長期に水力発電から火力発電に代わった時期以降現在に至るまでの半世紀の間、水力発電にとって冬の時代が続いている。
この間、発電装置メーカーも電力会社も水力発電を改良、開発する努力をしないまま今日に至っている。
本考案は湖沼、或いはため池、及び河川の下流域の水を高所に揚水して、中規模発電を行うが、従来利用価値の無い平地にあるただの水から位置エネルギーを獲得出来る事を証明した画期的考案である。
我が国には多数の湖沼があるが、これら湖沼の利用は観光地として利用されているのが殆どで、エネルギー資源としては利用されていない。
ため池は全国に２０万箇所あるがエネルギー資源としては利用されておらず、平地を流れる河川の下流域の水も利用されていない。
これらの水を利用して発電が可能になれば、政府が目標とする30年度に再生エネルギーを主電源とする構想を側面から支援し、位置エネルギー生成を可能とする全国の湖沼、或いはため池、河川の下流域の活用によって地域活性化が期待できるという効果も生まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】は本考案の装置全体の概念図。
【図２】は第一貯水槽と第四貯水槽（４）の俯瞰図。
【図３】は第一貯水槽と第四貯水槽（４）の側面図。
【図４】は第四貯水槽の底部のＦＲＰ製板に設けてある電動弁座４−１（１３）、４−２（１４）、４−３（１５）、４−４（１６）と前記4機の電動弁座を開閉させるための電気を供給する４個の蓄電池４−１（１７）、４−２（１８）、４−３（１９）、４−４（２０）が設けてある概念図。
【図５】は第三貯水槽（５５）と対面している位置にある第二貯水槽（２）の半円周縁に設けてある流出管（３）の概念図。
【図６】は鉄柱B1（11１）から鉄柱B６（11６）を順番に繋いでいる辺の俯瞰図。
【図７】は回転体A1（１２１）と回転体A６（１２６）の概念図。
【図８】は5相励磁のステッピングモーター型励磁回路の概念図。
【図９】は電動モーター（１０）の回転軸が延長されている回転軸に設けてある巻き取り機Ａ（４８）と巻き取り機Ｂ（４９）の概念図。
【図１０】は第一水圧鉄管（５２）の上部にある第三貯水槽（５５）の下面と上面の間に設置されている4機の電動弁座D（５３）の俯瞰図。
【図１１】は頂上部が円環状になっている第三貯水槽（５５）を支持するのに充分な強度のある円筒形の建造物（５４）の概念図。
【考案を実施するための形態】
【００１１】
本考案の第一発電機と第二発電機は５０HZ、４極の同期発電機で、それぞれ９機設けてあり、一機の電動モーターが設けられ、第一貯水槽に蓄えてある水は湖沼（汽水湖を含む）或いはため池及び河川の下流域の水を利用するとし、第一貯水槽(1)から第五貯水槽（５）までの各貯水槽には電子セオドライトと光波距離計を組み合せたトータルステーションが設けてあり、計算された数字が小数点３桁以上の場合には、小数点３桁目を四捨五入した数字を使って、本考案に関する詳細を図１から図１１を使って説明する。
【００１２】
以下本発明に関する請求項以外の項目について述べる。
【００１３】
用語の説明
イ）、本考案では円柱形の容器（７）の直径の中心点を通る垂線に対して直交する線より奥の方向を「前」、手前の方向を「後」、直交する線より上方向を「上」、下方向を「下」、垂線の左方向を「左」、右方向を「右」と呼称する。
ロ）、ワイヤロープ、
本考案に設けられるワイヤロープは、６本のストランドがより合わされ、各層の素線を同じより角でよる交差よりでより合わせたワイヤロープが使用される。
前記ワイヤロープの交差よりでより合わせられるワイヤロープの本数は、FRP製の箱（８）を吊り下げても断裂しない引っ張り強度を有する本数に寄り合わせてある。
（以降ワイヤロープをロープと呼称する。）
ハ）、炭素繊維強化プラスチック（CFRP）製の円柱形の容器。
炭素繊維強化プラスチック（CFRP）とは炭素繊維にプラスチックを含浸させた後、硬化させて成形した複合材である。
プラスチックは軽量という長所があるが、弾性率が低く構造材としては不向きであるが、炭素繊維を入れて補強することで、軽量かつ高強度な材料になる。
炭素繊維は、鉄に比べて４分の１の比重と10倍の比強度を持つため、金属の剛性や強度といった長所を保ちながら軽量化できるという特徴を持っている。
二、「５相励磁のステッピングモーター型励磁回路」について
「５相励磁のステッピングモーター型励磁回路」とは、１ステップ角＝０．７２°であり、回転軸が１周すると５００ステップ角進み、連続して回転するステップ角の数と、停止するステップ角の数は回転体に取り付けてある回転センサーで決められ、回転体の回転数の過不足に応じてその都度変更され、回転体の回転数を増やしたい時、回転するステップ角を連続して回転させ、回転数を減少させたい時、停止するステップ角を連続して停止させる。
連続したステップの作動は１ステップ角＝０．７２°の倍数で行われ、ステップ角を連続して回転させたり、停止させた後は１ステップ角毎に回転と停止を交互に繰り返す作動を交互に繰り返す。
【００１４】
第一貯水槽について
【００１５】
図２は第一貯水槽と第四貯水槽（４）の俯瞰図であり、図３は第一貯水槽と第四貯水槽（４）の側面図であるが、第一貯水槽（１）は周囲を、高さ地上０ｍ、深さ地下１３ｍの塀で囲まれた直方体で、図３に示す様に第一貯水槽（１）に接続してある注水管（４１）が第四貯水槽（４）の上方の空間に向かって伸ばして設けてあり、第一貯水槽（１）の水は前記注水管（４１）を経由して下方にある第四貯水槽（４）に注水される。
第一貯水槽（１）は４箇所に設けてあり、４箇所の第一貯水槽（１）の水は、第一貯水槽から第四貯水槽（４）を経由して第二貯水槽（２）に注水される。  
【００１６】
図３は第一貯水槽と第四貯水槽（４）の側面図であるが、第一貯水槽(1)から第四貯水槽（４）の上方の空間に向かって注水管（４１）が設けてあり、第一貯水槽（１）の水面は地下１ｍ、注水管（４１）は地下１１．７６ｍより地下１３ｍにあり、注水管（４１）が第一貯水槽（１）と連結されている注水管（４１）内には電動弁座A（４２）が設けてあり第四貯水槽（４）への注水は第一貯水槽（１）との水圧差で遅滞なく行われる。
【００１７】
第一貯水槽（１）から第四貯水槽（４）の上方空間に向かって伸びている位置に図３に示す外径1.24m,内径１．２ｍの注水管（４１）が設けてあり、第一貯水槽（１）に設けてある注水管（４１）の第一貯水槽（１）に接続してある部分には外径１ｍの電動弁座A（４２）が設置され、４箇所の第一貯水槽（１）のそれぞれに注水管（４１）が1個設けられ、合計４個設けてある。
図２に示す様に第一貯水槽（１）に接続してある注水管（４１）の下方には第四貯水槽が設けられ、第四貯水槽の底部と向き合って第二貯水槽（２）が設けてある。
【００１８】
第四貯水槽について
【００１９】
第四貯水槽は地下１３．８ｍから１４．６ｍにあり、外径３４．２５ｍ、内径３４．２ｍ、高さ０．８ｍの円柱形で、第四貯水槽内には５５０トンの水が収納される。
第四貯水槽の底部は厚み０．２ｍのＦＲＰ製板になっていて、ＦＲＰ製板の内部には図４に示す外径０．１８ｍの4機の電動弁座４−１（１３）、４−２（１４）、４−３（１５）、４−４（１６）と前記4機の電動弁座を開閉させるための電気を供給する４個の蓄電池４−１（１７）、４−２（１８）、４−３（１９）、４−４（２０）が設営されている。
【００２０】
円柱形の容器（７）と第二貯水槽（２）、及びFRP製の箱と円柱形の容器（７）との接触防止について
【００２１】
円柱形の容器（７）の10mm外側に、６機の回転体から第二貯水槽（２）の底面までネットが設けられ、前記ネットは第二貯水槽（２）に設けてあるフックに紐で結わえられ、円柱形の容器（７）が第二貯水槽（２）に接触するのを防止し、FRP製の箱（８）の10mm外側に前記６機の回転体から円柱形の容器（７）の底面までネットが設けられ、前記ネットは円柱形の容器（７）に設けてあるフックに紐で結わえられ、FRP製の箱が円柱形の容器（７）に接触するのを防止する。
【００２２】
第二貯水槽について
【００２３】
第二貯水槽への注水について
第二貯水槽は地下１７．７４ｍから地上５３ｍにあり、揚水が始まる直前、第二貯水槽内は、第二貯水槽の底面Ｂから３．７４ｍ上までの位置は３５７２トンの水が収納可能な空間になっていて、第二貯水槽の底面Ｂから０．８９ｍ上までの位置には８５０トンの残水が収納されていて、揚水される水量は２７２２トンであり、FRP製の箱（８）に収納されている第四貯水槽（４）に設けてある4機の電動弁座４−１（１３）、４−２（１４）、４−３（１５）、４−４（１６）を開け、注水管(41)に設けてある４機の電動弁座A（４２）を開けて第一貯水槽（１）内の水を第四貯水槽（４）を経由して２７２２トンの水が第二貯水槽内に注水される。
第二貯水槽内への注水が終わると4機の電動弁座４−１（１３）、４−２（１４）、４−３（１５）、４−４（１６）が閉じられ、第一貯水槽（１）内の３．１４（３４．２×３４．２×０．６）１／４＝５５０．９トン≒５５０トンの水が第四貯水槽（４）に注入される。
【００２４】
排水管Dについて
【００２５】
円柱形の容器（７）の底面の外側には図１に示す様に第四貯水槽（４）に収納されている水を排水する排水管D（６０）が設けられ、排水管D（６０）の第四貯水槽（４）と連結されている部分には電動弁座C（１２）が設けられ、第四貯水槽（４）の水を排水する時は、第四貯水槽（４）の水は円柱形の容器（７）の底面の上部の位置にあるFRP製の箱（８）と、円柱形の容器（７）と第二貯水槽の垂直方向の壁を貫通している排水管D（６０）を経由して第五貯水槽（５）へ送水される。
【００２６】
円柱形の容器について
【００２７】
第二貯水槽（２）内の水を揚水するために、第二貯水槽（２）の内部を上下に移動する炭素繊維強化プラスチック（CFRP）製の円柱形の容器（７）が設営され、図１に示す様に、円柱形の容器（７）の内部には、円柱形の容器（７）内の底面に接着してあるとともに第四貯水槽（４）を収納しているFRP製の箱（８）が設けてある。
【００２８】
円柱形の容器（７）は炭素繊維強化プラスチック製で垂直方向の長さ７２ｍ、外径は３４．７ｍ、内径は３４．６５ｍであり、上部は解放され、円柱形の容器（７）の底面はFRP製の箱（８）の底面と同じ位置にあり、揚水を始める直前の電動モーターが停止している時、円柱形の容器（７）の底部は第二貯水槽（２）の底面である鉄床B（９）より３．７４ｍ上の位置にある。
第二貯水槽（２）内の水は底面である鉄床B（９）より０．８９ｍ上の位置にあり、深さ０．８９ｍから３．７４ｍまでの空間には第一貯水槽（１）の２７２２トンの水が注入される空間になっている。
２７２２トンの水が第二貯水槽（２）内に注入された時の第二貯水槽（２）の水位は、鉄床B（９）より３．７４ｍ上の位置にある。
電動モーターを時計回りに回転させて円柱形の容器（７）を３・６４ｍ引き下げると、円柱形の容器（７）の底部は第二貯水槽（２）の底面である鉄床B（９）より０．１ｍ上の位置にあり、第二貯水槽（２）内にあった水の２７２２トンは「アルキメデスの原理」により第三貯水槽（５５）へ揚水され、第二貯水槽（２）の底面より０．１ｍ上までと第二貯水槽（２）の内径と円柱形の容器（７）の外径の間に８５０トンの水が収納される。
電動モーターを反時計回りに回転させて円柱形の容器（７）を３．６４ｍ引き上げて電動モーターが停止されると円柱形の容器（７）は鉄床B（９）より３．７４ｍ上の位置に戻る。
【００２９】
第３貯水槽について
【００３０】
図１１は頂上部が円環状になっている第三貯水槽（５５）を支持するのに充分な強度のある円筒形の建造物（５４）の概念図である。
図１１において、頂上部が円環状になっていて膨大な水を蓄えている第三貯水槽（５５）を支持するのに充分な強度のある同心円状の円筒形の建造物（５４）が設けられている。
【００３１】
円筒形の建造物（５４）の外径は６０ｍ、内径５０ｍ、厚さ５ｍの同心円状の円筒形で高さは35ｍであり、その上に円環状の第三貯水槽（５５）が設けてある。
第三貯水槽（５５）の高さは、地上３５ｍから５２．５ｍの位置にあり、外径は７４ｍ、内径７２ｍ、垂直方向の壁は厚さ１ｍ、底部は厚さ２ｍになっていて、広さは、深さ１５．５ｍの貯水槽で、水は３７ｍから５１．５ｍまでの深さ１４．５ｍに貯えられていて、第三貯水槽（５５）の貯水量は  ３．１４×７２×７２×１４．５×１／４＝５９００６．88≒５９０００トンである。
【００３２】
電動弁座Dについて
【００３３】
外径９０ｃｍ、内径８７ｃｍの第一水圧鉄管（５２）が連結されている第三貯水槽（５５）の下面の部分と、前記下面と対面している上面の間には外径４２ｃｍ、内径４０ｃｍの電動弁座D（５３）が4機設置されている。
図１０は、第三貯水槽（５５）の下面の部分と上面の間に設置されている4機の電動弁座D（５３）の俯瞰図であるが、第三貯水槽（５５）内の５９０００トンの水圧を持つ水は第一水圧鉄管（５２）の内径一杯に設けてある４か所の電動弁座Dから第一水圧鉄管の断面積全体に注入され、第一フランシス水車の中心部の流量を増やす効果がある。
【００３４】
第一水力発電装置について
【００３５】
前記円筒形の建造物（５４）の外径の１ｍ外側に第一水圧鉄管（５２）が９本設営されており、第一水圧鉄管（５２）の直下には中心の高さが５ｍの第一フランシス水車が９機あり、第一水圧鉄管（５２）は高さ３５ｍから３０ｍ下の第一水車に連結されている。
【００３６】
第二水力発電装置について
【００３７】
第三貯水槽（５５）に設けてある電動弁座D（５３）の間に設けてある９機の電動弁座Eと、第一水圧鉄管の間に設けてある外径０．５ｍ、内径０．４７ｍの９機の第二水圧鉄管と、前記９機の第二水圧鉄管の３０ｍ下に設けてある９機のクロスフロー第二水車と、９機の第二水車と連結されている９機の第二発電機で構成される第二水力発電装置が設けてあり、９機の第二発電機で生成した電気で充電されている蓄電池が設けてある。
【００３８】
第五貯水槽について
【００３９】
第五貯水槽（５）は円柱形の容器（７）の底面の右外側の下方に設けてあり、図１に示す様に第四貯水槽に収納されている水を排出する排水管D（６０）が設けられ、排水管D（６０）の第四貯水槽に接続されている部分には電動弁座C（１２）が設けられ、第四貯水槽の水は排水管Ｄ（６０）を経由して第五貯水槽（５）へ送水され、第一水圧鉄管を経由して第一フランシス水車に落下した水も排水管E（６１）を経由して第五貯水槽（５）へ送水される。
尚、第五貯水槽（５）内の水は真空生成装置と連結されている複数のバキューム管で第一貯水槽へ注水される。
【００４０】
以下、請求項について述べる。
【００４１】
5相励磁のステッピングモーター型励磁回路について
【００４２】
本考案には5相励磁のステッピングモーター型励磁回路（以下励磁回路と呼称）が前記６機の回転体のそれぞれの長手方向の径の真ん中の位置に設けてある。
６機の回転体のそれぞれに設けてある励磁回路は、同一の仕様であり、回転の開始、停止、回転数全て同一なので、回転体A1（１２１）に設けてある励磁回路について述べ、それ以外の励磁回路については省略する。
【００４３】
図８に示す様に、励磁回路は回転体A1（１２１）の長手方向の径の真ん中の位置に設けてあり、同心円状環Ａ（２６ ）内に、鉄心に電線が巻かれた電磁石Ａ（２７）を設けたステーターＡ（２８）と、前記電磁石Ａ（２７）に対向していると共に、軸の周りに軸方向に同心状に磁化された磁石Ｂ（３０）が設けてあるローターＡ（２９）、及び、プログラマブルコントローラＡ（３１、図示せず）、コ ントローラＡ（３２、図示せず）及び電磁石Ａ（２７）と接続してあるドライバＡ（３３、 図示せず）で構成されている。
前記コントローラＡ（３２）に電流が流され、ドライバＡ（３３）へパルス信号が与えられ、ドライバＡ（３３）が電磁石Ａ（２７）の電流切り替えを行うと、電磁石 Ａ（２７）の磁極の切り替えが行われ、回転体A１（１２１）に取り付けてある回転センサーが回転体A１の回転の過不足をキャッチし、連続して回転させるステップ角の回数、或いは連続して停止させるステップ角の回数を計算するコンピューターからの指令でパルス信号がドライバＡ（３３）へ与えられ、回転させるステップ角を連続して回転させたり、停止させるステップ角を連続して停止させて回転体A１の所定の回転数は維持される。
例えば２ステップ角連続して回転させて回転体A１の回転が所定の回転数に戻ったら、１ステップ角停止し、本来の１ステップ角毎の回転、停止を繰り返す作動に戻る。
回転数のブレは１ステップ角＝０．７２°の範囲内で修正されるので修正に要する時間が１ステップ角全部であったとしても、最大限１／５００回以内で修正され、このブレは累積せず回転数は１８００回／ｒｐｍに維持される。
【００４４】
本考案の軸受けについて述べ、その後、円柱形の容器（７）の引き下げ、引き上げの方法について述べる。
【００４５】
転がり軸受について
【００４６】
回転体の回転軸に掛かる摩擦抵抗を低減させるためにアキシアル加重（軸方向の力を双方から受ける）に対応する複式スラスト転がり軸受A1（５０）として、複式スラスト円筒ころ軸受けＡ−１、複式スラスト円すいころ軸受けＡ−１、スラスト針状ころ軸受けＡ−１、スラスト自動調心ころ軸受けＡ−１等が設けられ、複式スラスト転がり軸受A２（５１）として複式スラスト円筒ころ軸受けＡ−２、複式スラスト円すいころ軸受けＡ−２、スラスト針状ころ軸受けＡ−２、スラスト自動調心ころ軸受けＡ−２等が設けられる。
【００４７】
円柱形の容器の引き下げ、引き上げの方法について
【００４８】
円柱形の容器（７）の外径の垂直方向の上面上に角度６０度づつ離れて、フック１、フック２、フック３、、、フック６の順に反時計回りにフックが６個設けてあるとともに電動モーターが設けられ、前記電動モーターの回転軸が延長された軸Ｌ３（４６）が設けてあり、軸Ｌ３（４６）には地点Ａと、地点Bが設けられ、地点Ａには巻き取り機Ａ（４８）が設置され、地点Bには巻き取り機Ｂ（４９）が設置されている。
６個の回転体のそれぞれは励磁回路で回転数が制御されて回転開始、停止、回転数は同一であり、同一の作動をする。
【００４９】
図６は前記鉄柱A１（１０１）と鉄柱A２（１０２）とを繋いでいる鉄柱B1（11１）と、鉄柱A２（１０２）と鉄柱A３（１０３）とを繋いでいる鉄柱B２（1１２）と、鉄柱A３（１０３）と鉄柱A４（１０４）とを繋いでいる鉄柱B３（1１３）と、鉄柱A４（１０４）と鉄柱A５（１０５）とを繋いでいる鉄柱B４（11４）と、鉄柱A５（１０５）と鉄柱A６（１０６）とを繋いでいる鉄柱B５（11５）と、鉄柱A６（１０６）と鉄柱A１（１０１）とを繋いでいる鉄柱B６（11６）とで構成された六角形の辺の俯瞰図であるが、鉄柱B1（11１）から鉄柱B６（11６）それぞれの上方に回転体A1（１２１）から回転体A６（１２６）が設けてある。
前記回転体A1（１２１）から回転体A６（１２６）それぞれには励磁回路が設けてあり、励磁回路で回転数が制御されて回転開始、停止、回転数は同一であり、同一の作動をする。
図７は回転体A1（１２１）と回転体A６（１２６）の概念図であるが、垂直方向に伸ばされている鉄柱A２（１０２）と対面している前記回転体Ａ１（１２１）の垂直方向の切断面の「右」の所定の位置と向き合っているハウジングＡ１（４４）の位置に保持帯Ａ（２３）が設けてあり、保持帯Ａ（２３）には複式スラスト転がり軸受A1（５０）の外輪が接続され、内輪は回転体Ａ１（１２１）に嵌合してあり、前記ハウジングＡ１（４４）の「右」の所定の位置にハウジングB１（４５）が設けられ、ハウジングB１（４５）の位置にある保持帯Ｂ（２４）には複式スラスト転がり軸受A2（５１）の外輪が接続され、内輪は回転体Ａ１（１２１）に嵌合してあり、回転体Ａ１（１２１）の長手方向の径の真ん中の位置に励磁回路が設営されている。
【００５０】
図９は電動モーター（１０）の回転軸が延長されている回転軸に設けてある巻き取り機Ａ（４８）と巻き取り機Ｂ（４９）の概念図である。
図７に示す様に垂直方向に伸ばされている鉄柱A1（101）と対面している位置から左下方向に伸ばされている回転体Ａ１（１２１）上に右斜め上方向に伸ばされている凹型の溝（１３０）が設けられ、鉄柱A1（101）と対面している位置から右下方向に伸ばされている回転体Ａ６（１２６）上に左斜め上に伸ばされている凹型の溝（１３１）が設けてあり、凹型の溝A（１３０）の下方に巻き取り機Ａ（４８）、凹型の溝B（１３１）の下方に巻き取り機Ｂ（４９）が設置されている。
円柱形の容器（７）を下降させる時、前記フック６にロープの一端を掛け、他端は上に伸ばされ回転体Ａ６（１２６）にある凹型の溝A（１３１）を経由して前記軸Ｌ３（４６）の地点Bにある巻き取り機B（４９）に時計周りに結わえ、電動モーターを時計周りに回転させると、巻き取り機B（４９）でロープが時計周りに巻き取られ、反時計周りに巻き取られていた巻き取り機A（４８）のロープが解放され、円柱形の容器（７）を上昇させる時、電動モーターを反時計周りに回転させると、時計周りに巻き取られていた巻き取り機B（４９）のロープが解放され、巻き取り機A（４８）でロープが反時計周りに巻き取られる。
円柱形の容器（７）を下降させる時、円柱形の容器（７）は合計重量１１８０トンの重量で下降するが、下降速度は反時計周りに巻き取られていた巻き取り機A（４８）のロープが時計周りに解放される速度に左右される。
巻き取り機Ｂ（４９）の半径は３．３２ｃｍに設定してあり、回転ロスを４％として、巻き取り機Ｂ（４９）に巻かれているロープは１秒で３．３２ｃｍ×３．１４×０．９６×２＝２０．０１５ｃｍ≒２０ｃｍ解放される。
【００５１】
円柱形の容器（７）を下降させる時、円柱形の容器（７）は１１８０トンの合計重量で下降し、電動モーターが時計周りに６０回／ｒｐｍで回転し、巻き取り機A（４８）の反時計周りに巻き取られていたロープが時計周りに解放され、円柱形の容器（７）は３０秒で６ｍ下降し、下降は終了する。
円柱形の容器（７）を上昇させる時、電動モーターが反時計周りに６０回／ｒｐｍで回転し、巻き取り機A（４8）で反時計周りに巻き取られ、３０秒で６ｍ上昇し、上昇は終了する。
図７に示す様に複式スラスト転がり軸受A1（５０）がハウジングＡ１（４４）にある保持帯Ａ（２３）と接続され、複式スラスト転がり軸受A2（５１）がハウジングB１（４５）にある保持帯Ｂ（２４）と接続され、励磁回路は、６機の回転体それぞれの回転を１８００回／ｒｐｍの速度に制御する。
６機の回転体は励磁回路で回転が制御された回転数で回転しているのに加えて、複式スラスト転がり軸受A1（５０）とA２（５１）が設けてあるので、６機の回転体は低トルク性を得て所定の発電量を発生させるのに要するトルクを確保する。
【００５２】
摩擦トルクについて
【００５３】
摩擦トルクは加重に依存する摩擦トルクと加重に無関係な摩擦トルクの合計で表される。
加重に無関係な摩擦トルクは、回転速度が低く、加重が高い領域で発生する。
この領域では十分な厚さの潤滑膜が接触面にまだ形成されていないからである。
電動モーターの回転数が増えるのに伴って回転速度が高くなるので加重に無関係な摩擦トルクは消滅し、摩擦トルクは加重に依存する摩擦トルクのみになる。
加重に依存する摩擦トルクは  計算式  Ｍ＝u・Ｐ・ｄ／２で表される。
ここでＭ＝軸受けの全摩擦トルク、u＝摩擦係数、P=軸受けに加わる等価加重、ｄ＝軸受けの内径である。
複式スラスト円筒ころ軸受けの摩擦係数は０．００４、スラスト針状ころ軸受の摩擦係数は０．００５なので、本考案に設置される転がり軸受けの摩擦係数を全て０．００５と見なし、加重に依存する摩擦トルクを摩擦係数の４倍と見なすと摩擦トルクは０．００５倍×４＝０．０２倍となる。
【００５４】
以下に円柱形の容器（７）の重量と、FRP製の箱（８）の重量と、第四貯水槽（４）の重量とロープの重量を合計した重量を述べる。
【００５５】
引き上げるべき円柱形の容器（７）は地上５８ｍ、地下１４ｍで、垂直方向の長さ７２ｍ、外径は３４．７ｍ、内径は３４．６５ｍ、厚み０．０５ｍ、比重１．６５で、上部は解放されており、FRP製の箱（８）は、外径３４．４５ｍ、内径は３４．４ｍで、垂直方向の壁の厚みは０．０５ｍ、高さ１ｍで、底面は円柱形の容器（７）の底面であり、比重１．５で上部は解放されており、第四貯水槽（４）は、外径３４．２５ｍ、内径は３４．２ｍで、底面よりの高さ０．２ｍから０．８ｍの空間には水が収納され、この空間の垂直方向の壁の厚みは０．０５ｍであり、この空間の下部である底部の厚みは０．２ｍで、この部分に外径０．１８ｍの4機の電動便座、蓄電池が設けてあり、比重は１．５で上部は解放されている。
【００５６】
円柱形の容器（７）の重量は（（３．１４（３４．７×３４．７−３４．６５）×３４．６５）×７２×１／４＋３．１４×（３４．７×３４．７）×１／４）×０．０５））×１．６５＝３．１４×１．６５×１／４（３．４７×７２＋１２０４．０９×００５）＝３３１．４トンである。
FRP製の箱（８）の重量は３．１４×１．５×１／４（３４．４５×３４．４５−３４．４×３４．４）＝４．０５トントンである。
第四貯水槽（４）の重量は３．１４×１．５×１／４（（３４．２５×３４、２５−３４．２×３４．２）＋３４．２５×３４．２５×０．２））＝２８０．２８トンである。
円柱形の容器（７）の重量と、FRP製の箱（８）の重量と、第四貯水槽（４）の重量を合計した重量は３３１．４トン＋４．０５トン＋２８０．２８トン＝６１５．７３≒６１６トンであり、６本のロープの重さ及び第四貯水槽（４）の下部に設けてある４機の電動弁座と蓄電池の重さの合計重量を１４トンと見なすと引き上げるべき重量は６３０トンとなる。
【００５７】
引き上げるべき重量の６３０トンは軸受けの摩擦軽減効果によって６３０トン×０．０２倍＝１２．６トンであり、誘動モーターで引き上げることとなる。
【００５８】
以下に電動モーターが停止していて、円柱形の容器（７）の底部が前記鉄床B（９）より３．７４ｍ上の位置にあり、空っぽの状態の第四貯水槽（４）に水を注入し、第二貯水槽（２）の残水の上に水を注入し、円柱形の容器（７）を第二貯水槽（２）内に引き下げて第二貯水槽（２）内の水を揚水し、揚水が終わったら第四貯水槽（４）を空っぽにして、第四貯水槽（４）を引き上げた後、第四貯水槽（４）、第二貯水槽（２）に水を注入し、再度揚水を行う行程を述べる。
【００５９】
第二貯水槽の揚水が終わると、電動モーターのこれまでの結線Ｕ相→V相→W相の電流の流れを、Ｕ相→W相→V相に切り替えて電動モーターの回転方向を反対方向に切り替える。
【００６０】
揚水が終わった時、第四貯水槽（４）内は水で満杯になっていて、第四貯水槽（４）が収納されているFRP製の箱（８）の底部は、第二貯水槽（２）の底面である鉄床Bの０．１ｍ上の位置にあり、第二貯水槽（２）内には、鉄床Bの０．１ｍ上までの水９５．６１ｍ３の水と、内径３４．９ｍの第二貯水槽（２）と、外径３４．７ｍの円柱形の容器（７）に囲まれている垂直方向の長さ６８．８５ｍに挟まれた空間にある水７５２．３４ｍ３との合計８４７．９５ｍ３≒８５０トンの水が収納されている。
【００６１】
前記排水管D（６０）の電動弁座C（１２）を開け、第四貯水槽の水を排水管D（６０）を経由して第五貯水槽（５）へ送水し、第四貯水槽内を空っぽにする。
【００６２】
電動モーターを反時計回りに回転させ、円柱形の容器（７）を３．６４ｍ引き上げて電動モーターを停止する。
以上で円柱形の容器（７）の引き上げは終了し、第四貯水槽（４）内は空っぽになり、第四貯水槽（４）の底部は鉄床Bの３．７４ｍ上の位置にある。
この時、第二貯水槽（２）の内径と円柱形の容器（７）の外径に挟まれた空間にある水７５２．３４ｍ３は落下して第二貯水槽（２）内には８５０ｍ３の水が鉄床Bの底面から０．８９ｍ上の位置までに収納される。
鉄床Bの０．８９ｍから３．７４ｍまでの空間は第一貯水槽（１)から２７２２トンの水が注入される空間であり、第二貯水槽（２）内にある残水の上に揚水用の水が注水される。
【００６３】
以下に第二貯水槽（２）内に水を注入する方法を述べる。
【００６４】
電動モーターを停止し、第四貯水槽（４）に設けてある４機の電動弁座を全て開け、注水管（４１）内に設けてある電動弁座A（４２）を開け、第一貯水槽（１)の水を第四貯水槽（４）を経由して第二貯水槽（２）に２７２２トンの水を注入し、第四貯水槽内の４機の電動弁座を全て閉じる。
【００６５】
第四貯水槽内を満杯にし、第二貯水槽内には次回に揚水される水が収納されて、揚水が可能になる体制について
【００６６】
電動モーターを停止し、注水管（４１）内に設けてある電動弁座Ａ（４２）を開け、第四貯水槽内に第一貯水槽（１）の水を注入する。
この時、第四貯水槽（４）を収納しているFRP製の箱（８）の底部は鉄床Bの３．７４ｍ上の位置にあり、第四貯水槽内は満杯で、第二貯水槽内には次回に揚水される水が収納されていて、揚水を行う体制が整う。
【００６７】
以下に円柱形の容器（７）を引き下げ、円柱形の容器（７）の体積が第二貯水槽（２）に入った分だけ揚水が行われるメカニズムについて述べる。
【００６８】
電動モーターを時計回りに回転させると第四貯水槽（４）内の水の重量５５０トンと、容器の合計重量（２２）と、ロープの重量を合計した重量を合計した１１８０トンの重量で円柱形の容器（７）は第二貯水槽内に入り、円柱形の容器（７）が第二貯水槽内に入った体積の分だけ揚水する。
FRP製の箱（８）の下降は電動モーターを時計回りに回転させ、反時計周りに巻き取られていた巻き取り機A（４８）のロープが解放される速度によって制御され、高さ５３ｍから５６ｍに揚水された水は図５に示す様に複数の流出管（３）を経由して第三貯水槽（５５）へ２７２２トンの水が注水される。
【００６９】
以上が本考案による揚水方法であるが、揚水する時は、第四貯水槽内（４）に水を注入し、第四貯水槽（４）が収納されているFRP製の箱（８）を引き下げ、FRP製の箱（８）を引き上げる時は、第四貯水槽（４）内を空っぽにして引き上げる点に特徴のある揚水方法である。
【００７０】
第二発電機で生成される電気について  
【００７１】
第三貯水槽（５５）に設けてある電動弁座D（５３）の間に設けてある９機の電動弁座Eと、第一水圧鉄管の間に設けてある外径０．５ｍ、内径０．４７ｍの９機の第二水圧鉄管と、前記９機の第二水圧鉄管の３０ｍ下に設けてある９機のクロスフロー第二水車と、９機の第二水車と連結されている９機の第二発電機で構成される第二水力発電装置が設けてあり、９機の第二発電機で生成した電気で充電されている蓄電池の直流を交流に変換し、変換された電力は本考案で電気を使用する場所に供給される。
【００７２】
発電量について
【００７３】
以下に本考案で生成出来る発電量を説明する。
最初に第一水力発電装置による発電量を説明し、その後に第二水力発電装置による発電量を説明する。
第一水力発電装置、第二水力発電装置のそれぞれの水圧鉄管の内径が異なることと、第二水圧鉄管の中心部の断面積全体に落下する範囲が第一水圧鉄管の３３％から２７％に変更されること以外、第二水力発電装置は、第一水力発電装置と相違点は無く、水の落下速度、総落差３０ｍ、管路損失３ｍ、有効落差２７ｍ、水車効率は９０％、発電機効率は９８％と同一なので、第二水力発電装置の発電量は第二水圧鉄管の中心部の断面積全体に落下する範囲を２７％と変更して計算する。
【００７４】
第一水圧鉄管は外径９１ｃｍ、内径８７ｃｍで、第三貯水槽（５５）の底部には９本の第一水圧鉄管が連結され、それぞれの第一水圧鉄管の外径の間隔は２２ｍ離れた位置に設けてあり、第一水圧鉄管の直下に第一フランシス水車が９機設けられ、９機の第１発電機に連結されている。
９本の第一水圧鉄管、９機の第一フランシス水車、９機の第１発電機は全く同じ装置で同じ発電量が生成されるので、１機での発電量を説明する。
【００７５】
第一水圧鉄管内の水の落下速度について
第一水圧鉄管の最上部の地上３５ｍの速度をｖ＝１とし、地上５ｍにある第一フランシス水車の中心部の速度をｖとして、ｖを計算する。
地上３５ｍの最上部の圧力と地上５ｍにある第一フランシス水車の中心部の圧力は等しく、最上部の流速ｖ＝１は０としてよいので、ベルヌ―イの定理より、最上部と地上５ｍの位置の間に  H＋ｐ＝１/２ｐｖ2＋pが成立し、ｖは、v＝２ｇH  の平方根で求められる。
ここで、ｐ＝圧力、g＝重力、H＝落差である。
H=３０、ｇ＝９．８０６≒９．８１として計算すると  ２ｇH＝２×９．８１×３０＝５８８．６で、この平方根は２４．２６１≒２４．２６ｍ/ｓで、ｖは２４．２６ｍ/ｓとなる。
【００７６】
第一フランシス水車の中心部の流量は断面積×流速で表され、第一フランシス水車の中心部の流量は、30m上方の位置にある第三貯水槽（５５）の底部に設けてある４機の電動弁座Ｄから第一水圧鉄管の断面積全体に広まって注水されるため、第一フランシス水車の中心部の断面積の広い範囲に落下する。
第一フランシス水車の中心部の流量を第一フランシス水車の中心部の断面積の３３％とみなすと、その流量は  ２４．２６×０．８７×０．８７×３．１４×０．３３×１/４＝４．７５６ｍ3≒４．７６ｍ３である。
発電機出力は  発電出力＝理論水力×水車効率×発電機効率で求められ、理論水力は有効落差と流量の積で求められる。
一般にフランシス水車の水車効率は９０％、発電機効率は９８％であるとされている。
【００７７】
第一水圧鉄管上部から第一フランシス水車の中心部までの総落差３０ｍ、管路損失３ｍ、有効落差２７ｍ、水車効率は９０％、発電機効率は９８％として  １台当たりの発電出力を計算すると、発電出力＝９．８１×２７×４．７６×０．９×０．９８＝１１１２．００９KW  約１１１２KWであり、９台では１１１２KW×９＝１０００８≒１００００KWである。
【００７８】
第二発電機による発電量を以下に述べる。
【００７９】
クロスフロー第二水車の中心部の流量を、クロスフロー第二水車の中心部の断面積の２７％とみなすと、その流量は  ２４．２６×０．４７×０．４７×３．１４×０．２７×１/４＝１．１３５ｍ3≒１．１４ｍ3である。
【００８０】
第二水圧鉄管上部からクロスフロー第二水車の中心部までの総落差３０ｍ、管路損失３ｍ、有効落差２７ｍ、水車効率は９０％、発電機効率は９８％として  １機当たりの発電出力を計算すると、発電出力＝９．８１×２７×１．１４×０．９×０．９８＝２６６．３２KW  約２６０KWであり、９機では２６０KW×９＝２３４０KW≒２３００KWである。
【符号の説明】
【００８１】
１＝第一貯水槽 
２＝内部に水を蓄えている円筒形の第二貯水槽 
３＝流出管
４＝第四貯水槽
５＝第五貯水槽
７＝円柱形の容器
８＝FRP製の箱  
９＝鉄床Ｂ 
１０＝三相交流電動モーター
１２＝電動弁座C
１３＝電動弁座４―１
１４＝電動弁座４―２
１５＝電動弁座４―３
１６＝電動弁座４―４
１７＝蓄電池４―１
１８＝蓄電池４―２
１９＝蓄電池４―３
２０＝蓄電池４―４
２２＝容器の合計重量
２３＝保持帯Ａ
２４＝保持帯B
２６＝回転体A２（２）の回転軸が延期された軸の長手方向の径の真ん中の位置に設けてある同心円状環Ａ
２７＝電磁石Ａ
２８＝ステーターＡ
２９＝ローターＡ
３０＝軸の周りに軸方向に同心状に磁化された磁石Ｂ
３２＝コ ントローラＡ
３３＝ドライバＡ
４１＝注水管
４２＝電動弁座A
４４＝ハウジングＡ１
４５＝ハウジングＢ１
４６＝電動モーターの回転軸が延長された軸Ｌ３
４８＝巻き取り機A
４９＝巻き取り機B
５０＝転がり軸受A１
５１＝転がり軸受A２
５２＝第一水圧鉄管
５３＝４機の電動弁座D
５４＝円筒形の建造物 
５５＝第３貯水槽
６０＝第四貯水槽に収納されている水を排水する排水管D 
６１＝第一水圧鉄管を落下した水を第五貯水槽（５）へ送水する排水管Ｅ  
１０１＝鉄柱A1        
１０２＝鉄柱A２
１０３＝鉄柱A３          
１０４＝鉄柱A４
１０５＝鉄柱A５        
１０６＝鉄柱A６
１１１＝鉄柱B１        
１１２＝鉄柱B２
１１３＝鉄柱B３        
１１４＝鉄柱B４
１１５＝鉄柱B５      
１１６＝鉄柱B６
１２１＝回転体A1        
１２２＝回転体A２
１２３＝回転体A３        
１２４＝回転体A４
１２５＝回転体A５      
１２６＝回転体A６
１３０＝凹型の溝A
１３１＝凹型の溝B